详解SMT无铅回焊（三）

　　2.4锡膏等级与配制
　　按照J-STD-005锡膏规范（表2A与2B，见次页），依比例选出表列各种直径的锡粉，然后搭配助焊剂，于特殊“双行星轨道”之混搅机中进行柔柔搅拌（Double Planetary Mixing）中，在不伤及锡粉下可使平均混合成为锡膏。此种“双行星”搅拌方式，是利用两具双拌桨，从统一轴心对容器内的膏体进行慢速旋转搅拌。该四桨叶是以其厚度方向从膏体的外缘连续划过，逐渐逼使内外膏料产生高效率的混合，只要划过3圈后，大部膏料均已完成彼此混合；旋转36圈后，任何一桨均已与全部成员完成接触，是一种很温柔但却高效的搅拌机。
　　锡膏在印刷刮刀之水平推行中不但要轻易动弹，而且穿过钢板启齿下落在PCB焊垫上还要黏牢，要求印后十小时以内，或于零件踩脚时，均不可发生坍塌的情形。故知其商品之难度颇高，质量亦非常讲究。
　　锡膏是一种高单价的物料（以SAC305锡膏而言，每公斤即在N.T.2000元以上），一旦发现吸水则只有报废一途以减少后患。国际规范J-STD-005在其表2A与2B中，已将六种型式（Type）锡膏中的锡粉，按不同直径在重量百分比方面加以划定，以减少在印刷与踩脚时的坍塌，并在热风回焊中轻易愈合成为良好的焊点。下列者即为各型锡膏中锡粉组成之百分比，其中最常用者为Type3（主要锡粉直径为35-38μm），其次是用于密距窄垫的Type4（锡粉直径以30μm为主），其它Type在组装业界较少使用（其它Type5 or 6系用于覆晶Flip Chip之封装）。
　　2.5锡膏现场功课性品质
　　事实上锡膏质量之待检项目甚多，不同规范亦有不同的要求，一般在功课质量与后续可靠度方面，均匀即有15-20项之多。供货商也并非在每次出货时都要每项必做。至于使用者则只需就其出产功课的必要性，且在无需精密昂贵仪器的前提下，以简易的手法检测其枢纽项目即可。以下五种质量项目即按此种观点而选列，可供使用者现场参考。
　　（1）愈合性（凝结性或熔合性）试验
　　Solder Ball Test（IPC-TM-650之2.4.43），是在阳极处理过的铝板上，加印一个小圆饼形的锡膏（直径6.5mm厚度2mm），然后小心平置于小型锡池上，无铅锡池之温度设定为245-255℃。此时锡膏中的锡粉开始受热愈合成为一个圆顶型的焊饼，锡膏中已熔化的助焊剂则被不断挤出而向外扩张。放置5秒钟后即小心水平取下并放平，直到冷却后才以10-20倍放大镜去做检查。此试验是在检查锡粉愈合的能力如何？其中若已部份生锈而无法愈合之下，将随Flux向外扩散成为卫星状的小碎球。
　　图9此为锡膏规范中测试愈合性（Coalescence）的允收与拒收画面，其金属载板为阳极处理过的铝板，只做为传热的工具。良好的锡膏熔合后其锡粉会集中成球，其中氧化较严峻锡粉，在无法熔合下，将被架空出来随著助焊剂的扩散而向外流失，左二图即为流失者太多而遭到拒收的画面。